4第四章执行元件

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液气压传动课后-作业答案

第一章1-1 什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。

动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。

包括液压泵、空压机。

执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。

包括液压气动缸和液压气动马达。

控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。

包括压力阀、流量阀和方向阀等。

辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。

如油箱、过滤器、油雾器等。

1-2 液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。

执行元件的运动速度取决于流量Q ，与压力无关。

液压传动是通过液体静压力实现传动的。

第二章2-3 液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa ∙s （帕∙秒）；工程单位：P （泊）或cP （厘泊）。

（2）运动黏度：用ν表示，法定单位为sm2，工程制的单位为St（沲,scm 2），cSt （厘沲）。

（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE ，美国采用赛氏黏度SSU ，英国采用雷氏黏度R ，单位均为秒。

2-11如题2-11图所示为串联液压缸，大、小活塞直径分别为D 2=125mm,D 1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d 2=40mm,d 1=20mm ，若流量q=25L/min 。

求v 1、v 2、q 1、q 2各为多少？解：由题意 41πD 211ν =q ∴ 1ν=4q/π D 21=0.094m/s又 ∵q=41πD 222ν ∴2ν=0.034m/sq 1=41π(D 21-d 21)1ν=3.86x104-m 3/s=23.16L/minq 2=41π(D 22-d 22)2ν=3.74 x104-m 3/s=22.44 L/min2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H 。

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第一章绪论1.1液压发展史液压传动是指利用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，液压传动和气压传动称为流体传动。

1795年英国约瑟夫.布拉曼在伦敦用水为工作介质以水压机形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。

从第一台水压机算起至今已有300年历史，只是早期技术水平和生产需求较低，所以没有得到普遍应用。

第一次世界大战后液压传动广泛应用，特别在1920年以后发展更为迅速液压元件大约在19世纪末20世纪初的20年间才开始进入正规的工业。

1925年维克斯发明了压力平衡式叶片泵，为近代液压元件工业或液压传动逐步奠定了基础。

第二次世界大战后50余年的时间内液压技术得到真正的发展。

战后液压技术迅速向民用工业发展，在机床，工程机械，农业机械，汽车等行业中逐步推广。

本世纪60年代以后，随着原子能、空间技术、计算机技术的发展，液压技术得到很大发展，并渗透到各个领域中使它发展为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术。

当前液压技术正向高速、高压、大功率、高效、低噪音、经久耐用、高度集成化的方向发展。

而今，液压传动的发展程度已成为衡量一个国家工业化程度的重要标志之一。

随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键部分之一。

但是，由于设计、制造安装和维护等方面的因素，影响了液压系统正常运行，因此，了解系统工作原理，懂得设计制造、安装、维护等方面的知识，是保证液压系统正常工作并发挥液压技术优势的先决条件。

本文主要研究的是液压传动系统，液压传动系统需要与主机的设计同步进行。

设计师需从实际出发，有机结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优势，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。

1.2液压特点一、优点1）传动平稳，能在低速下稳定运动。

当负载变化时，其运动也较稳定。

同时因其惯性小，反应快所以易于实现快速启动、制动和频繁地换向。

因此它广泛地应用在要求传动平稳机械上。

4《液压传动》执行元件

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的供液次数，可分为：
第4章液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
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第4章液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
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第4章液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
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第4章液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
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第4章液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
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第4章液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
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第4章液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置，以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间隙S处挤出，形成缓冲压力。节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳启动

朱明-电喷系统教学设计4执行元件

朱明工作室zhubob《EFI-D电控燃油喷射系统结构、原理、检测与维修》电子燃油喷射系统的执行元件的构造、原理、检测与维修 (B-04) ﹙8课时﹚一、教学对象分析学生经过一学期《汽车构造》课程的学习，已掌握了发动机工作原理，同时进行了三周的《发动机构造》理论与实操课，对发动机结构与原理有一定的认识；另外，学生还完成了《汽车维护与修理》的学习，掌握了一定的汽车修理理论基础和使用工具用具的知识，都有助于学好本课程。

二、教材内容分析1．教材：人民交通出版社《当代汽车电控系统结构原理与检修》。

2．教材内容：电子燃油喷射系统的执行元件的构造、原理3．教学重点和难点重点：电子燃油喷射系统的执行器的构造、原理1）电动汽油泵FP；2）喷油器；3）脉动衰减器；4）油压调节器；5）真空电磁阀VSV。

难点：电子燃油喷射系统的执行器的构造、原理1）电动汽油泵FP；2）喷油器；三、教学设计思路针对学生已了解电子燃油喷射发动机的分类与组成；电子燃油喷射系统的传感器的构造、原理。

通过讲解电子燃油喷射发动机的执行器的构造、原理，使学生全面、正确理解电控喷射系统，从而引导学生掌握电控喷射系统的工作原理。

四.教学目标1．知识领域的教学目标：讲解电子燃油喷射系统的执行器的构造、原理。

2．情感领域的教学目标通过介绍汽车电子燃油喷射系统的执行器的构造、原理，阐述为什么传统化油器发动机缺点，调动学生学习本课的兴趣；通过介绍事物从简单到复杂，从低级到高级的发展规律，引导学生学会、掌握电控喷射系统使用、维修要点，打好故障诊断知识的基础五．教学过程。

实现教学目标的教学活动[复习] 比较传统与电控喷射系统发动机供油方式的异同。

[提问]3至4个学生。

[引入]新课：电子燃油喷射系统的执行器的构造、原理。

[讲解]1）1.电动汽油泵FP；2.喷油器；3.脉动衰减器；4.油压调节器；5.真空电磁阀VSV；6.废气再循环装置EGR；7.炭罐电磁阀；8.怠速控制阀；9.点火器六．小结[板书] 1。

第四章液压缸

第四章液压执行元件
4.1液压缸的工作原理
一、液压缸的组成
液压缸组成：活塞2、缸体1、活塞杆3、端盖4、密封5
二、液压缸的工作原理
缸筒固定，一腔连续地输入压力油，当油的压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞以速度连续向另一腔运v 1 动，活塞杆对外界做功；反之亦然。
活塞杆固定，一腔连续地输入压力油时，则缸筒向另一方向运动；反之亦然。
柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。柱塞缸能承受一定的径向力。
（1）单柱塞缸
●单向液压驱动，回程靠外力。
（2）双柱塞缸
●双向液压驱动
（3）参数计算
推力：F pApd2
4
速度：v
q A
4q
d2
●柱塞粗、受力好。
●简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工；柱塞外圆面比内孔加工容易。）
由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。
除双作用伸缩液压缸外，还有单作用伸缩液压缸，它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。
4.3液压缸的结构
液压缸按结构组成可以分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等
1、缸体组件
缸体组件包括缸筒、缸盖和一些连接零件。缸筒可以用铸铁（低压时）和无缝钢管（高压时）制成。
缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。从加工的工艺性、外形尺寸和拆装是否方便不难看出各种连接的特点。图 a)是法兰连接，加工和拆装都很方便，只是外形尺寸大些。图b)是半环连接，要求缸筒有足够的壁厚。图 c）是拉杆式连接，拆装容易，但外形尺寸大。图d）是螺纹连接，外形尺寸小，但拆装不方便，要有专用工具。图 e）是焊接连接，结构简单，尺寸小，但可能会有因焊接有一些变形。

液压传动与气动技术课件 4液压执行元件

750
液压缸尺寸计算
已知一单杆活塞缸，设液压油进入有杆腔时的速度为v2，差动连接时的速度为v3，现要求v3/v2=2时，试求活塞直径D和活塞杆直径d之间的关系？
解：v2=q/A2=4q/π（D2-d2） v3=q/A3=4q/πd2 v3/v2=2 (D2-d2)/d2=2
D= 3 d
液压马达的应用
◆活塞式液压缸 ◆柱塞式液压缸
双活塞杆单活塞杆
◆摆动式液压缸
◆伸缩式液压缸
双杆活塞缸应用特点
F2 v2
F1 v1
A1
A2
D
d
p、q
A1
A2
A
4
(D2
d
2)
F1
F2
F
pA
p
(D2 4
d 2)
v1
v2
v
q A
4q （D2
d 2）
特点：液压缸活塞往返速度、推力大小相等应用：平面磨床工作台往返运动
液压缸密封圈
O型密封圈
V 型密封圈
Y型密封圈
液压缸的缓冲与排气
缓冲：当活塞移近缸盖时，凸台逐渐进入凹槽，将凹槽内的油液经凸台和凹槽之间的缝隙挤出，增大了回油阻力，降低活塞的运动速度，从而减小和避免活塞对端盖的撞击，实现缓冲。
排气：对运动平稳性要求较高的液压缸，常在两端装有排气塞。工作前拧开排气塞，使活塞全行程空载往返数次，空气即可通过排气塞排出。空气排净后，需把排气塞拧紧，再进行工作。
应用：机床的送料装置、间歇进给机构、回转夹具、工业机器人手臂和手腕的回转机构等。
齿轮齿条摆动油缸
伸缩缸
1—一级缸筒；2—一级活塞；3—二级缸筒；4—二级活塞；

第四章液压执行元件

45
3、缸盖螺栓的直径ds ：
式中：F — 液压缸负载；
Z — 固定螺栓的个数；
k — 螺纹拧紧系数 k = 1.12～1.5；
[σ] —螺栓材料的许用应力。
46
四、稳定性校核
活塞杆受轴向压缩时，它所承受的力F：
式中：Fk — 临界负载；
nk — 安全系数，一般取 2～4 。
1、当活塞杆的细长比 ι / rk > ψ1√ ψ2 时：
23
4.1.5
液压缸的组件结构
24
25
（一）缸体组件
26
（二）活塞组件
27
（三）密封装置
28
（四）缓冲装置
29
（五）排气装置
30
§4 －2
液压马达
机械能。
功能：把液压能分类：按结构可以分为
齿轮式；
叶片式；柱塞式。
31
液压马达图形符号
32
齿轮马达
工作原理

结构特点进出油口相等，有

配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通回油（x≠z )；

输出轴，缸体与输出轴连成一体。
39
摆动马达——实现往复摆动的执行元件，输入为压力
和流量，输出为转矩和角速度。
40
§4－3 液压缸的设计与计算
一、设计时应注意的问题
1、尽量使活塞杆处于受拉状态。 2、注意缓冲和排气。 3、正确确定油缸的安装、固定方式。注意油缸的热胀冷缩。 4、根据推荐的结构形式和标准设计。 5、注意壁厚强度，必要时进行压杆稳定计算。
1）、进、出油口可布置在活塞杆两端，也可布置在缸筒两端；

第四章执行器

本节作业：P176：16、18、30
§4.3 执行器
本节主要内容:
气动薄膜执行器的结构、类型及使用场合 ▲ 气动执行器控制阀的流量特性
▲电动执行器
控制阀的选择（ ▲ 阀门气开、气关的选择原则）
▲电气转换器及电气—阀门定位器
●执行器的分类（按能源形式）
气动执行器：结构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、（最常用）维修方便、防火防爆、价格低廉
①执行机构
气动执行器
薄膜式：结构简单，价格便宜，维修
方便，应用广泛。中小口径（薄膜
20-100kPa）
活塞式：适用于大口径，高静压、高压差的控制
阀或蝶阀的推动装置。（汽缸0.5MPa）行程规格：25-100mm 带阀门定位器，适合控制质量高的系统
长行程：适矩用的于场输合出，转如角用（于蝶0°阀～或9风0°门）的和推有力力装
使用场合
结构简单、泄漏量小、易于保证关闭、流体对阀芯上、下
小口径、低压差
的推力不平衡
不平衡力小、泄漏最为常用量大、
流路简单、阻力较小
现场管道要求直角联接、高压差、介质粘度大、含有少量悬浮物和颗粒状固体
有三个出入口与工艺管道联接，可组成分流与合流两种型式
配比控制或旁路控制
各种控制阀的结构、特点及使用场合
d( Q )
Qm ax k ( Q )1
d( l )
Qm ax
L
五控制阀的工作流量特性对理想流量特性的影响？ ①串联管道的工作流量特性
△P=△P1+△PV 阀权度 S= △PV（全开）
△P
S=1时，是理想特性工作时S＜1，一般S选0.3～0.5

液压传动课后习题及解答

第一章绪论一、填空题1 、一部完整的机器一般主要由三部分组成，即、、2 、液体传动是主要利用能的液体传动。

3 、液压传动由四部分组成即、、、。

4 、液压传动主要利用的液体传动。

5 、液体传动是以液体为工作介质的流体传动。

包括和。

二、计算题：1:如图 1 所示的液压千斤顶，已知活塞 1 、 2 的直径分别为 d= 10mm ， D= 35mm ，杠杆比 AB/AC=1/5 ，作用在活塞 2 上的重物 G=19.6kN ，要求重物提升高度 h= 0.2m ，活塞 1 的移动速度 v 1 = 0.5m /s 。

不计管路的压力损失、活塞与缸体之间的摩擦阻力和泄漏。

试求：1 ）在杠杆作用 G 需施加的力 F ；2 ）力 F 需要作用的时间；3 ）活塞 2 的输出功率。

二、课后思考题：1 、液压传动的概念。

2 、液压传动的特征。

3 、液压传动的流体静力学理论基础是什么？4 、帕斯卡原理的内容是什么？5 、液压传动系统的组成。

6 、液压系统的压力取决于什么？第一章绪论答案一、填空题第1空：原动机；第2空：传动机；第3空：工作机；第4空：液体动能; 第5空：液压泵； 6 ：执行元件； 7 ：控制元件； 8 ：辅助元件； 9 ：液体压力能； 10 ：液力传动； 11 ：液压传动二、计算题：答案：1 ）由活塞2 上的重物 G 所产生的液体压力=20×10 6 Pa根据帕斯卡原理，求得在 B 点需施加的力由于 AB/AC=1/5 ，所以在杠杆 C 点需施加的力2 ）根据容积变化相等的原则求得力 F 需施加的时间3 ）活塞 2 的输出功率第二章液压流体力学基础一、填空题1、油液在外力作用下，液层间作相对运动进的产生内摩擦力的性质，叫做。

2、作用在液体内部所有质点上的力大小与受作用的液体质量成正比，这种力称为。

3、作用在所研究的液体外表面上并与液体表面积成正比的力称为。

4、液体体积随压力变化而改变。

液压气动技术基础第4章

4.1 液压缸的工作原理与结构
三、液压缸结构设计中的几个基本问题
1、缸体与缸盖的连接 • 拉杆连接：前、后端盖装载缸体两边，用四根拉杆（螺栓）拉杆连接：将其紧固。这种连接结构简单、装拆方便，但外形尺寸较大，重量较大，通常只用于较短的液压缸。 • 法兰连接：在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘，再用螺钉与法兰连接：端盖紧固。这种连接结构简单，加工和装拆都方便，缺点连接端部较大，外形尺寸大。但是尺寸和重量比拉杆连接要小，应用广泛。 • 内半环连接：内半环连接结构紧凑，重量小，工作可靠，内半环连接：但缸体铣出了半环槽后，消弱了其强度，所以相应要加大缸体的壁厚。
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 1）无杆腔进油时：
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 2）有杆腔进油时：
活塞运动速度v2与v1之比称为速比速比，速比用λv表示，则
或
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 3）液压缸差动连接时：
单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差进行工作的连接形式,称为液压缸的差动连接液压缸的差动连接。液压缸的差动连接
4.1 液压缸的工作原理与结构
二、液压缸的结构
4、活塞杆是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬活塞杆处理并抛光。 5、缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生缓冲装置：缓冲装置碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。 6、放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气放气装置：放气装置将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。 7、密封装置是用以防止油液的泄漏，液压缸常采用O形密封密封装置是密封装置圈和Y形密封圈。

液压执行元件

17
第四章、液压执行元件
第二节液压缸
2、双活塞杆式液压缸
F 1 F 2 ( p1 p2 ) Am
v1 v2 q V A
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第四章、液压执行元件
第二节液压缸
3、伸缩式液压缸
Fi p1 Aimi
q vi Vi Ai
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第四章、液压执行元件
第二节液压缸
第一节液压马达
§1.1 柱塞式液压马达一、结构及工作原理
3
第四章、液压执行元件
第一节液压马达
§1.1 柱塞式液压马达一、结构及工作原理
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达
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第四章、液压执行元件
第一节液压马达
§1.1 柱塞式液压马达一、结构及工作原理
多作用内曲线径向柱塞液压马达
因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农
业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。
9
第四章、液压执行元件
第一节液压马达§1.4 摆动式液压马达 Nhomakorabea10
第四章、液压执行元件
§1.5 液压泵与液压马达的比较（1）液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求；（2）液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要
身不能直接作为执行元件。
D 2 p2 p1 ( ) d
增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得大的推力，其本
21
第四章、液压执行元件
第二节液压缸

第4章元器件的添加及操作

第4章元器件的添加及操作第4章元器件的添加及操作元器件的添加及其相应操作是绘制原理图的基础，只有熟悉各种元器件的操作⽅法，在绘图的过程中灵活运⽤，才能极⼤地提⾼⼯作效率。

本章将介绍有关元件的操作以及创建元件的⽅法。

4.1 基本元器件的放置合理放置元器件在电路绘制过程中的作⽤很重要，必须先构图，全盘认识所要绘制的电路结构与组成元素间的关系，必要时使⽤拼接式电路图或层次式电路图。

下⾯就介绍如何在页⾯中放置元器件。

4.1.1 打开设计⽂件在放置元器件之前，⾸先要先打开⼀个设计⽂件，操作步骤如下：(1)执⾏File/Open菜单命令，弹出“PADS Logic”对话框，如图4-1所⽰。

(2)“PADS Logic”对话框提⽰是否保存以前的⽂件，如果不⽤保存，直接单击按钮。

系统弹出“File Open”对话框，双击PADS Projects\Samples ⽬录下名为previewstart.sch 的⽂件，如图4-2所⽰。

（注：PADS Projects ⽬录在安装时由⽤户指定位置）图4-1 PADS Layout对话框图4-2 File Open对话框(3)在⽂件打开后，PADS Logic 将⾃动分配参考编号值给新增加的元件，如图4-3所⽰。

第4章元器件的添加及操作 44 图4-3 previewstart ⽂件为了最⼩元件编号使⽤原则，PADS Logic 还将⾃动填充删除了元件中的门或重新编号元件后留下的空隙。

当添加⼀个多个门组成的元件时，PADS Logic 在建⽴新的元件封装之前，⾸先查找已经存在的元件中未使⽤的门。

4.1.2 添加元件（Part ）在放置元件的地⽅，单击缩放图标放⼤原理图区域。

当视图以适当的尺⼨显⽰时，⽤保存PADS Logic 视图⽅式，将当前的视图保存起来。

(1) 执⾏View/Save View 菜单命令，在弹出的“Save View ”对话框中单击按钮，弹出“Capture a new view ”对话框, 在字符区域输⼊View1，如图4-4所⽰。

第四章--舵机与舵回路

位置反馈：可提高通频带，快速性，影响静态稳定性。（kf 太大，系统不稳）
混合反馈：一般速度反馈不能大，液压舵回路中，一般不用速度反馈。
对于各种反馈量的确定──可用根轨迹分
析、动态响应分析，通频带，快速性及静态特性几个方面对比来定。
四、舵回路举例系统的设计
技术要求：舵机要有足够的功率输出；各种飞行状态舵机都能稳定工作；
KM S2
TM
L R
舵机电气时间常数
TM 一般很小，可略去。
电动舵机传递函数
2）舵面负载不为零时 M j 0 B 0
Ai2
WM (S )
k (S)
U (S)
(TM S
M
j
R
1)
Ji M
2
j
S2
1
当略去TM 时，
Ai2
WM
(S)
M
j
R
Ji2
M
j
S2
1
电动舵机特性分析
空载时：舵机动特性可描述为两个积分环节与一个惯性环节相串联
第四章舵机与舵回路舵机（执行机构）舵面负载及对舵机的影响舵回路的基本类型与特点舵机特性对舵回路的影响舵机与飞机操纵系统的联接方式
引言
舵回路（伺服系统）是飞行自动控制系统中不可缺少的组成部分，它按照指令模型装置或敏感元件输出的电信号操纵舵面，实现飞机角运动或航迹运动的自动稳定与控制。
i
舵面角 k 鼓轮角 “△”表示增量
“－”表示舵面转的方向与鼓轮转的方向
相反
电动舵机方框图
电动舵机传递函数
1）舵面负载为零 M j 0 时，B 0
得空载时电动舵机输入电压对鼓轮输出转角
的传函：

第四章：液压缸

第四章液压缸液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。

一、液压缸的类型和特点液压缸的种类很多，其详细分类可见表4-2。

表4-2 常见液压缸的种类及特点图4-5双杆活塞缸下面分别介绍几种常用的液压缸。

1.活塞式液压缸活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。

(1)双杆式活塞缸。

活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。

根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。

如图4-5(a)所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。

它的进、出口布置在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，当活塞的有效行程为l时，整个工作台的运动范围为3l，所以机床占地面积大，一般适用于小型机床，当工作台行程要求较长时，可采用图4-5(b)所示的活塞杆固定的形式，这时，缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定在机床上，动力由缸体传出。

这种安装形式中，工作台的移动范围只等于液压缸有效行程l的两倍(2l)，因此占地面积小。

进出油口可以设置在固定不动的空心的活塞杆的两端，但必须使用软管连接。

由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等，当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。

当活塞的直径为D，活塞杆的直径为d，液压缸进、出油腔的压力为p1和p2，输入流量为q时，双杆活塞缸的推力F和速度v为：F=A(p1-p2)=π (D2-d2) (p1-p2) /4 (4-18)v=q/A=4q/π(D2-d2) (4-19) 式中：A为活塞的有效工作面积。

双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。

(2)单杆式活塞缸。

如图4-6所示，活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。

执行元件及控制

步进电动机控制系统2. 三相六拍工作方式
机电一体化技术
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1
步进电动机控制系
统
小知识：
拍
机电一体化技术
通常把由一种通电状态转换到另一种通电状态叫做一拍。
步距角
每一拍转子转过的角度。
三相单三拍
三相是指定子为三个绕组，单是指每拍只有一相通电，三拍是指经过三次切换绕组的通电状态为一个循环。
THE COLLEGE OF MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION,FUZHOU UNIVERSITY
4.1 执行元件的分类
执行元件根据使用场合不同分为：电动执行元件、气动执行元件、液压执行元件。
4.1.1 电动执行元件
将电能转换成机械能以实现往复运动或回转运动的电磁元件。电动执行元件的种类：
常用的有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机、电磁制动器、继电器等。电动执行元件的特点：
电动执行元件具有调速范围宽、灵敏度高、响应速度快、无自转现象等性能，并能长期连续可靠地工作。操作简单，易实现伺服控制，长时间过载易烧毁。
步进电动机控制系统步进电动机
步进电动机的结构与工作原理
机电一体化技术
小知识：
磁阻最小原理
磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合，因磁场扭曲而产生切向拉力。
错齿状态
切向拉力变化过程
对齿状态
产生了磁阻性质的转矩
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4.2 直流电机的基本工作原理
任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应这个基础上的，直流电机也是如此。